基于二自由度控制的力伺服系统分析设计

发布时间：2021-03-12 15:07

　　炮控系统是坦克、自行火炮等装甲类武器系统的重要组成部分，使得武器系统能够准确迅速地瞄准目标。随着高新技术广泛应用，现行的测试手段已无法满足炮控系统鉴定试验的要求。本文提出了一种新型测试方案，为了满足测试过程中施力系统力伺服精度高，动态响应好的要求，本论文旨在针对直线电机驱动的施力系统进行控制器的设计。根据施力系统的指标要求，对组成系统的各部件进行选型，确定了施力系统的架构。本文运用机理建模方法建立了施力系统模型，分析了施力系统所受到的不确定干扰影响，建立了包括摩擦力、纹波推力等干扰的模型。基于二自由度的方法，结合干扰观测器设计了施力系统的内环控制器。对干扰观测器的基本思想、原理进行了介绍，分析了干扰观测器中低通滤波器的参数对于系统性能的影响。结合系统模型及低通滤波器，设计了速度环的干扰观测器。分析了基于力伺服模型设计速度控制器的不可行性，随后设计了基于位置伺服模型的速度控制器。对速度闭环系统进行了仿真分析，系统表现出良好的抗扰性能。火炮受到推力移动时通常会产生周期性振动，本论文引入重复控制器抵抗特有的周期性扰动。分析了引入插入式重复控制结构后系统的稳定条件、稳态误差、灵敏度和暂态特性变... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题概述
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景与意义
    1.2 直线电机研究综述
        1.2.1 直线电机伺服系统国内外研究现状
        1.2.2 直线电机伺服系统关键技术
    1.3 直线电机伺服系统的控制技术
        1.3.1 直线电机控制方法综述
        1.3.2 二自由度方法研究
    1.4 主要研究内容
第2章 施力系统的模型建立
    2.1 引言
    2.2 施力系统部件选型
        2.2.1 直线电机选型
        2.2.2 伺服驱动器选型
        2.2.3 力传感器选型
    2.3 施力系统建模
        2.3.1 矢量变换原理
        2.3.2 直线电机建模
    2.4 施力系统干扰力分析
        2.4.1 负载阻力扰动
        2.4.2 摩擦力扰动
        2.4.3 纹波推力扰动
    2.5 本章小结
第3章 二自由度内环控制器设计
    3.1 引言
    3.2 干扰观测器分析及设计
        3.2.1 干扰观测器原理分析
        3.2.2 干扰观测器鲁棒稳定性分析
        3.2.3 低通滤波器设计
    3.3 内环控制器设计
        3.3.1 基于力伺服模型的速度控制器设计
        3.3.2 基于位置伺服模型的速度控制器设计
    3.4 内环仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 二自由度外环控制器设计
    4.1 引言
    4.2 重复控制原理与设计
        4.2.1 重复控制原理
        4.2.2 插入式重复控制
        4.2.3 重复控制器设计原则
    4.3 外环控制器设计
    4.4 外环仿真分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3078520